Warum Einkäufer in Schichten denken sollten
Ein Datenblatt führt ein Kabel als Stapel auf: Leiter, Isolierung, Verseilung, gegebenenfalls Schirm oder Bewehrung und Außenmantel. Ein Werk kalkuliert es genauso, Schicht für Schicht, denn jede Schicht ist ein eigener Werkstoff und oft ein eigener Durchlauf auf einer eigenen Maschine. Wirkt ein Angebot günstig, steckt die Ersparnis fast immer in einer Schicht: ein Leiter mit weniger oder dünneren Einzeldrähten, eine Isolierwand am unteren Toleranzrand, Füller durch weniger Material ersetzt oder ein Mantel, der dünner ist als von der Norm verlangt.
IEC 60502-1, die gängige Referenz für 0,6/1-kV-Energiekabel, beschreibt die möglichen Schichten in dieser Reihenfolge: Leiter, Isolierung, Füller und innere Umhüllung, metallische Schichten wie Schirm oder Bewehrung sowie Außenmantel. Nicht jede Konstruktion besitzt alle Schichten. Eine Aderleitung hat zwei; ein bewehrtes Mittelspannungskabel kann neun oder zehn haben. Die folgenden Abschnitte gehen sie von der Mitte nach außen durch.
Leiter und Isolierung
Der Leiter führt den Strom und ist in der Regel der größte Kostenposten, denn Kupfer und Aluminium machen nach Angaben börsennotierter Hersteller rund 80% der Kosten eines typischen Kabels aus. Er wird nach IEC 60228 über Werkstoff, Querschnitt und Klasse spezifiziert: Klasse 1 eindrähtig, Klasse 2 mehrdrähtig, Klasse 5 feindrähtig und Klasse 6 feinstdrähtig. Entscheidend ist der maximale Gleichstromwiderstand bei 20 C; für einen 25 mm2 Kupferleiter der Klasse 2 beträgt er 0,727 ohm/km. Ein Leiter, der diesen Wert einhält, enthält genug Metall, ganz gleich, wie sein Durchmesser aussieht. Mehr zu Werkstoffen finden Sie auf unserer Seite zu Leiterwerkstoffen.
Die Isolierung ist die extrudierte Schicht, die die Spannung hält. PVC ist für eine Leitertemperatur von 70 C ausgelegt; XLPE für 90 C im Dauerbetrieb und 250 C im Kurzschluss, weshalb die meisten 0,6/1-kV-Energiekabel heute XLPE verwenden. Beim Referenzkabel 0,6/1 kV Cu/XLPE/PVC 4x25 mm2 aus dem Katalog eines Partnerwerks beträgt die XLPE-Wanddicke 0,9 mm. Die Dicke wird an Proben von der Trommel gemessen und mit den Nenn- und Mindestwerten der Norm verglichen.
Mittelspannungskabel erhalten zusätzlich zwei dünne halbleitende Schichten, eine unter und eine über der Isolierung, um das elektrische Feld zu glätten. Beim Referenzkabel 8,7/15 kV 3x95 mm2 beträgt die XLPE-Wand dazwischen 4,5 mm, das Fünffache des Niederspannungswerts. Die Seite zu Isolierungen und Mänteln vergleicht die Compounds.
Aderkennzeichnung, Füller und Haltewendel
Jede isolierte Ader wird gekennzeichnet, bei Energiekabeln meist über die Farbe, bei vieladrigen Steuerleitungen über aufgedruckte Ziffern. Die Kennzeichnung muss zum Markt passen: Braun, Schwarz, Grau, Blau und Grün-Gelb nach IEC-Konvention, andere Schemata anderswo, wie in unserem Beitrag zu Aderfarben von Kabeln beschrieben.
Werden mehrere Adern miteinander verseilt, füllt man die Zwickel mit Füllern, damit das Kabel rund wird, und hält das Bündel mit einem Haltewendelband zusammen. Beim Referenz-Niederspannungskabel sind das PP-Füller und Vliesband. Füller wirken wie ein Nebendetail, sie bestimmen aber die Rundheit des Kabels, und diese beeinflusst, wie gut Verschraubungen abdichten und wie das Kabel auf der Trommel liegt.
Innenmantel, Schirme und Bewehrung
Bewehrte Kabel brauchen ein Bett für die Bewehrung. Der Innenmantel bzw. die Polsterung ist eine extrudierte Schicht über den verseilten Adern; beim Referenzkabel 0,6/1 kV Cu/XLPE/STA/PVC 4x35 mm2 besteht sie aus 1,2 mm PVC. Darüber liegt die Bewehrung: Stahlband (STA, beim Referenzmodell 0,2 mm), Stahldraht (SWA) für mehradrige Kabel oder Aluminiumdraht (AWA) für einadrige Wechselstromkabel, bei denen sich Stahl durch Wirbelströme erwärmen würde. Unsere Seite zu bewehrten Kabeln zeigt den vollständigen Aufbau.
Mittelspannungskabel tragen statt einer Bewehrung oder zusätzlich dazu einen metallischen Schirm. Beim Referenz-Mittelspannungskabel ist es ein Kupferbandschirm über jeder Ader, der Lade- und Fehlerströme führt und dem Kabel ein definiertes Erdpotenzial gibt. Schirme und Bewehrung werden auf der Seite zu Bewehrung und Schirmen nebeneinander erklärt.
Außenmantel und Kennzeichnung
Der Außenmantel schützt alles darunter vor Wasser, Abrieb, Sonnenlicht und Handling. PVC ist die gängige Wahl; LSZH-Compounds werden eingesetzt, wo Rauch und Halogengase eine Rolle spielen, geprüft nach IEC 61034 und IEC 60754; PE wird verwendet, wo Wasserbeständigkeit oder Erdverlegung wichtiger sind als das Brandverhalten. Beim Referenz-Niederspannungskabel ist der PVC-Mantel 1,8 mm dick, beim Mittelspannungs-Referenzkabel 2,8 mm. Der Mantel trägt außerdem den Aufdruck und die Metermarkierung, um die es in unserem Beitrag zum Mantelaufdruck geht.
| Schicht | 0,6/1 kV 4x25 mm2 XLPE | 0,6/1 kV 4x35 mm2 STA | 8,7/15 kV 3x95 mm2 |
|---|---|---|---|
| Leiter | Mehrdrähtiges weichgeglühtes Kupfer | Mehrdrähtiges weichgeglühtes Kupfer | Verdichtetes Kupfer |
| Halbleitende Schichten | Keine | Keine | Innere und äußere Leitschicht |
| Isolierung | XLPE 0,9 mm | XLPE 0,9 mm | XLPE 4,5 mm |
| Füller und Band | PP-Füller, Vliesband | Füller, Band | Füller, Band |
| Innenmantel | Keiner | PVC 1,2 mm | Keiner |
| Metallische Schicht | Keine | Stahlband 0,2 mm | Kupferbandschirm |
| Außenmantel | PVC 1,8 mm | PVC 1,8 mm | PVC 2,8 mm |
| Außendurchmesser | ca. 25 mm | ca. 30 mm | ca. 61 mm |
| Gewicht | ca. 1.292 kg/km | ca. 2.067 kg/km | ca. 5.403 kg/km |
Die Tabelle zeigt, wie schnell das Gewicht mit zusätzlichen Schichten steigt: Bewehrung und Innenmantel bringen ein vieradriges Kabel von etwa 1,3 auf etwa 2,1 Tonnen pro Kilometer, obwohl der Leiter nur um eine Querschnittsstufe wächst. Dieses Gewicht bestimmt Trommelgröße, Fracht und Handling.
Angebote anhand der Schichten vergleichen
Liegen zwei Angebote für dieselbe Beschreibung weit auseinander, vergleichen Sie sie Schicht für Schicht, bevor Sie Meterpreise vergleichen:
- Leiter: Fragen Sie nach der Klasse und dem Gleichstromwiderstandsprotokoll je Trommel, nicht nur nach dem Nennquerschnitt.
- Isolierung: Vergleichen Sie Compound und Nenndicke; ein günstigeres Angebot nennt mitunter PVC, wo Sie XLPE angefragt haben.
- Verseilung: Prüfen Sie Aderzahl, Füller und ob unter der Bewehrung ein Innenmantel vorgesehen ist.
- Metallische Schichten: Bestätigen Sie Bewehrungsart und -abmessung bzw. bei Mittelspannungskabeln Schirmart und Schirmquerschnitt.
- Mantel: Vergleichen Sie Werkstoff, Nenndicke und Außendurchmesser; ein Durchmesser deutlich unter dem Datenblattwert ist ein Warnsignal.
Der Desk schreibt diese Tabelle in jedes Datenblatt und gleicht sie vor dem Versand mit den Stückprüfprotokollen ab. Um eines anzulegen, senden Sie Typbezeichnung und Mengen über das Anfrageformular, oder lesen Sie zuerst, wie Kabelbezeichnungen entschlüsselt werden.